بررسی توزیع فشار در سرریز سد

مستهلک کننده پرش اسکی یکی از انواع اصلی سیستم های استهلاک انرژی در پایانه مجاری تخلیه سیلاب اصلی سدها به شمار می رود. استفاده از این المان در صورت وجود شرایط زمین شناسی و توپوگرافی مناسب در پایاب در مقایسه با سایر سازه های مستهلک کننده انرژی مقرون به صرفه می باشد. این المان اغلب با جامی دایروی شکل همراه است. تعیین توزیع فشار هیدرودینامیکی در کف سازه پرش اسکی و پروفیل سطح آزاد جریان خروجی از آن در طراحی پارامترهای اصلی محسوب می شوند که اغلب از طریق ساخت مدل هیدرولیکی تعیین می گردند. به منظور صحت نتایج حاصل از روش عددی، مقایسه ای با نتایج موجود از مدل ازمایشگاهی صورت گرفته است. در این مقاله، مدل عددی FLOW 3D به منظور شبیه سازی پارامترهای هیدرولیکی جریان از جمله تغییرات فشار دینامیکی در ناحیه پرتاب کننده جامی مورد استفاده قرار گرفت. در این راستا با اعمال تغییراتی در دبی ورودی شبیه سازی مسئله به صورت دوبعدی و بادرنظر گرفتن اختلاط آب و هوا (دوفازی) با استفاده از مدل حجم سیال (VOF) انجام گردید. به منظور تحلیل آشفتگی جریان مدل های k-ԑ استاندارد و k-ԑRNG بهترین جواب ها ارائه نمودن که البته مدل k-ԑ استاندارد بعنوان مدل آشفتگی برتر انتخاب شد. با مقایسه نتایج حاصل از مدل عددی با نتایج آزمایشگاهی، صحت سنجی برای مقادیر فشارهای استاتیک، دینامیک و کل در محدوده جریان مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده نتایج نهایی و نمودارهای مربوطه ضرایب همبستگی بین نتایج، از دقت قابل قبول و نسبتاً بالای مدل عددی FLOW 3D در شبیه سازی این نوع جریان ها دارد.

کلیدواژه ها:

مدل عددی ، مستهلک کننده انرژی ، تحلیل المان محدود ، فشار ، دبی